Determinarea sarcinii electrice unitare dupa Millikan si verificarea cuantificarii sarcinii – Masurarea vitezei de crestere si scadere cu CASSY

Determinarea sarcinii electrice unitare dupa Millikan si verificarea cuantificarii sarcinii – Masurarea vitezei de crestere si scadere cu CASSY

In 1910, R. A. Millikan a reusit sa demonstreze aparitia cuantica a celor mai mici cantitati de incarcatura electrica utilizand metoda sa faimoasa cu picaturi de ulei. A observat picaturi de ulei incarcate intr-un camp electric vertical al unui condensator cu placi, cu o distanta d intre placi, si a determinat incarcatura q a unei picaturi plutitoare din raza r si campul electric E=U/d. In experimentul sau, a constatat ca q apare doar ca multiplicitati intregi ale incarcaturii elementare e, adica q = n·e.

Teoria Experimentului:

Cand o picatura de ulei cu raza r0 cade cu viteza –v1, aceasta picatura este supusa frecarii Stoke, care genereaza forta orientata in sus F1 = 6π·η·r0·v1 (η = vascozitatea aerului). Cand picatura de ulei se ridica cu viteza v2 intr-un camp electric extern E, forta orientata in jos datorata frecarii Stokes este F2 = –6π·η·r0·v2. Diferenta dintre aceste doua forte este exact forta q0·E exercitata de campul electric aplicat E.

Pentru a determina incarcatura q0, este necesar doar raza r0 a picaturii de ulei in considerare, care este usor de obtinut din echilibrul fortelor dintre forta sa gravitationala rezultata F = –V·Δρ·g si forta de frecare Stoke F1 in cazul picaturii care cade, unde Δρ este diferenta dintre densitatile uleiului si aerului.

Obiectivele Experimentului Determinarea sarcinii electrice unitare dupa Millikan si verificarea cuantificarii sarcinii – Masurarea vitezei de crestere si scadere cu CASSY:

• Determinarea Incarcaturii Electrice Unitare (e): Prin observarea comportamentului picaturilor de ulei sub influenta campului electric si determinarea valorilor corespunzatoare ale razei si campului electric, sa se calculeze si sa se demonstreze cuantificarea incarcaturii electrice.
• Verificarea Metodei lui Millikan: Prin masurarea vitezei de suspendare si cadere a picaturilor de ulei sub diverse conditii, sa se confirme rezultatele experimentului lui Millikan si sa se obtina valori precise ale incarcaturii unitare.
• Aceasta metoda detaliata de masurare a incarcaturii electrice ofera o intelegere mai profunda a naturii cuantice a electricitatii si confirma descoperirile fundamentale ale lui Millikan.